Оценка токсичности примесного химического элемента свинец при использовании удобрений в агроценозе подсолнечник

    Кроме того, в современных условиях атмосферный  воздух населенных мест одновременно загрязняется многими веществами. В  связи с этим возникает необходимость изучения комбинированного действия атмосферных загрязнений.

    Комбинированное воздействие двух и более факторов характеризуется тем, что совместное действие значительно превышает  эффект каждого из компонентов в отдельности и их простой суммы. Это воздействие называется синергизмом.

    Поведение тяжелых металлов (ТМ) во многом определяется условиями их нахождения. В северных ландшафтах скорость самоочищения почв от ТМ наименьшая, что связано с низким биологическим круговоротом, незначительной скоростью биогеохимических процессов и при наличии многолетней мерзлоты – аккумуляцией металлов на мерзлотном барьере, особенно при длительном и интенсивном характере воздействия. Для техногенно загрязненной территории, независимо от типа почвы, характерен регрессивно- аккумулятивный тип распределения, проявляющийся в накоплении металлов в верхнем гумусовом горизонте почвы и резком понижении их содержания в нижележащих горизонтах. При этом на распределении ТМ в профиле почв оказывает влияние комплекс почвенных факторов: гранулометрический состав, реакция среды, содержание органического вещества, катионно-обменная способность, наличие геохимических барьеров, дренаж.

    Гранулометрический  состав оказывает непосредственное влияние на закрепление тяжелых металлов и их высвобождение, поэтому они меньше попадают в растения и грунтовые воды. Поглощение ТМ почвами зависит от реакции среды, а также от состава анионов почвенного раствора. В кислой среде преимущественно сорбируются свинец, цинк, медь; в щелочной – кадмий, кобальт. В щелочной среде ТМ практически недоступны для растений.

    ТМ  способны образовывать сложные комплексные соединения с органическим веществом почвы, поэтому при низком содержании гумуса они менее доступны для поглощения.

    Удержание ТМ зависит от минералогического  состава илистой фракции почвы  и количества органического вещества. Чем выше емкость катионного обмена, тем больше тяжелых металлов удерживает почва и тем меньше их поступает в растения и живые организмы.

    Избыток влаги в почве способствует переходу тяжелых металлов в более растворимые формы. Анаэробные условия повышают доступность тяжелых металлов растениям, поэтому дренажные системы, регулирующие водный режим, способствуют преобладанию окислительных форм ТМ и снижению их миграционной способности. 

1.5.Нормирование  содержания примесного элемента в почве, продукции растениеводства и связанных с ней продуктов питания.

    Основной  величиной экологического нормирования содержания вредных химических соединений в компонентах природной среды  является предельно допустимая концентрация (ПДК). ПДК – это такое содержание вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. При определении предельно допустимой концентрации учитывается не только влияние загрязняющих вещества на здоровье человека, но и его воздействие на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом. Определение этой величины облегчает оценку риска воздействия соответствующих веществ на чувствительные к ним организмы. ПДК является показателем, который определяет соответствие состояния природной среды установленным гигиеническим и экологическим требованиям. Ими руководствуются при планировании развития территорий, принятия хозяйственных решений, проведения природоохранительных мероприятий и экологического контроля. ПДК загрязняющих веществ для воздуха, почвы, для пищевых продуктов и кормов устанавливаются в законодательном порядке или рекомендуются компетентными учреждениями.

    Предельно допустимую концентрацию находят расчетом, и ее значение должно находиться между  NOEC (концентрация, ниже которой не наблюдается воздействие) и LOEC (минимальная концентрация, при которой наблюдается влияние вещества).

    Экологический норматив предельно допустимых концентраций определяется как критерий, который отражает предельно допустимое максимальное содержание вредных (загрязняющих) веществ в компонентах окружающей среды и при котором отсутствует вредное воздействие на ее состояние. Группа экологических нормативов устанавливает требования к источнику вредного воздействия, ограничивая его деятельность. В нее входят предельно допустимые сбросы и выбросы (ПДС и ПДВ), а также технологические, строительные и гидростроительные правила, содержащие экологические требования. 

    ПДК загрязняющих веществ  в почве.

    Почвенный покров – среда менее подвижная, чем поверхностные воды и атмосфера, и аккумуляция поступающих в почву химических соединений может происходить в течение долгого времени, постепенно приближаясь к предельно допустимым концентрациям. Активная микробиологическая жизнь почвы и протекающие в ней физико-химические процессы способствуют трансформации посторонних веществ, поступающих в почву, причем направление и глубина этого процесса определяются многими факторами. В ряде случаев разрушение загрязняющих веществ и их миграция так малы, что ими можно пренебречь; в других случаях результаты протекания многих процессов деградации и миграции посторонних химических соединений в почве сопоставимы с темпами их поступления, и предел их накопления в почве обуславливается равновесием между процессом поступления загрязняющих веществ или их удалением в результате разрушения или миграции. Таким образом, ПДК загрязняющих веществ в почвах определяются не только их химической природой, но и особенностями самих почв.

    Основными показателями, влияющими на накопление ТМ в почвах, являются кислотно – основные свойства и содержание гумуса. Учесть все разнообразие почвенно-геохимических условий при установлении ПДК ТМ практически невозможно. В настоящее время для ряда тяжелых металлов установлены ориентировочно-допустимые количества (ОДК) их содержания в почвах, утвержденные приказами здравоохранения, которые используются вместо ПДК. Для свинца данный показатель составляет 38,0 мг* (валовое содержание).

    При превышении допустимых значений содержания ТМ в почвах эти элементы накапливаются в растениях в количествах, превышающих их ПДК в кормах и продуктах питания. 
 
 

    ПДК загрязняющих веществ  в пищевых продуктах.

    Строгое соблюдение величин ПДК в отдельных  компонентах биосферы и продуктах питания еще не является гарантией здоровья людей и обеспечения чистоты окружающей среды.

    Предельно допустимые концентрации вредных химических соединений в продуктах питания () разработаны для ряда химических элементов, способных в определенных количествах вызвать патологический эффект(табл.1). 

Таблица 1 - ПДК химического элемента в пищевых продуктах, мг* продуктах

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.6.Биохимическая  роль химического  элемента в организме  животных и человека.

    По  степени  воздействия  на  живые  организмы  свинец  отнесен  к  классу высокоопасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью,  селеном,  цинком,фтором  и бензапиреном.  Опасность   свинца   для   человека   и   животных определяется его значительной токсичностью и  способностью  накапливаться  в организме.

      В  настоящее  время  свинец  занимает  первое   место   среди   причин

промышленных  отравлений. Это вызвано широким  применением  его  в  различных отраслях   промышленности.   Воздействию   свинца   подвергаются    рабочие, добывающие свинцовую руду, на свинцово-плавильных  заводах,  в  производстве аккумуляторов, при  пайке,  в  типографиях,  при  изготовлении  хрустального стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых красок  и др.

      В организм человека  и  животных  большая  часть  свинца  поступает   с

продуктами питания, а также с  питьевой  водой,  атмосферным  воздухом,  при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинецсодержащей  краски или загрязненной свинцом почвы.

Отравление свинцом (сатурнизм) – представляет собой  пример наиболее  частого заболевания,  обусловленного  воздействием  окружающей   среды.   Существует острая и хроническая форма болезни. Острая  форма  возникает  при  попадании значительных его доз через желудочно-кишечный тракт или при  вдыхании  паров свинца,  или  при  распылении  свинцовых  красок.   Хроническое   отравление наиболее часто возникает у детей, лижущих поверхность предметов,  окрашенных свинцовой  краской.  Хроническое  отравление  может  развиваться   при использовании  плохо  обоженной  керамической   посуды,   покрытой   эмалью, содержащей свинец, при  употреблении  зараженной  воды,  особенно  в  старых

домах,  где канализационные трубы содержат  свинец,  при злоупотреблении алкоголем, изготовленным в перегонном аппарате, содержащим свинец.

      Органами — мишенями при отравлении  свинцом  являются  кроветворная  и нервная  системы,  почки.  Менее  значительный   ущерб   сатурнизм   наносит желудочно-кишечному тракту. Один из основных признаков болезни — анемия.  На уровне   нервной   системы   отмечается   поражение   головного   мозга    и периферических нервов. Сатурнизм -  чаще  наблюдается  у  детей,  реже  -  у взрослых.  Мозговые  поражения  клинически  сопровождаются  конвульсиями   и  бредом, иногда приводят к сонливости и коме. Из периферических  нервов  чаще всего поражаются наиболее “активные” двигательные нервы мышц. Тяжелее  всего страдают мышцы – разгибатели кисти, которая приобретает вид  “рогов  оленя”.

Паралич приводит к положению “согнутой ноги”.

      Для женщин свинец представляет  особую опасность, так как этот  элемент обладает способностью проникать через плаценту  и  накапливаться  в  грудном молоке.

      Основным показателем воздействия  свинца  на  здоровье  детей   является

уровень его  содержания  в  крови,  причем  происходит  постоянный пересмотр рекомендуемого нормативного  содержания  cвинца  в крови.  Результаты  ряда крупных  международных  и  национальных  проектов   подтвердили,   что   при увеличении  концентрации  свинца  в  крови   ребенка   происходит   снижение коэффициента умственного развития (IQ).

      Воздействие  свинца  вызывает  определенные  изменения   в   сердечно-

сосудистой системе.

      Загрязнение окружающей среды  свинцом оказывает  влияние   на  состояние здоровья новорожденных. Для оценки риска  проведены  расчеты  по  обобщенным показателям содержания свинца в различных  компонентах  окружающей  среды  и пищевом рационе. При этом на основании  изложенного  выше  материала  города России разделены на две основные группы:

      1)     с относительно низким  и средним уровнем;

      2)   с   повышенным   уровнем   содержания   свинца    в    окружающей среде.

      Расчеты вклада путей поступления  в формируемую свинцовую нагрузку  для детей,  проживающих  в   городах   России,   показали   преобладающую   роль загрязнения продуктов питания: более 85%  от  общего  поступления  свинца  в организм. Однако данные о  загрязнении  продуктов  питания,  используемых  в  рационе  детей   в   России,   весьма   противоречивы.   Поэтому   необходим дополнительный анализ содержания свинца в продуктах питания.

      Следует  отметить  также   недостаточность   имеющейся   информации   о

содержании свинца в питьевой  воде,  что  несомненно потребует дальнейшего изучения, поскольку использованные в расчетах значения по  Москве  могут  не отражать реальный уровень загрязнения  питьевой  воды  в  различных  городах России. Необходима систематизация имеющихся данных  о  содержании  свинца  в питьевой воде в различных регионах России.

      Аналогичны пути поступления  в организм и  у  животных.  Воздух,  вода,

почва и питание - все это то же источники свинцового  отравления организма, что и у человека. Только вот выбор у животных невелик: они пьют  речную  или озерную воду, которая скорее всего содержит в себе какие-то  доли  свинца  и других загрязнителей,  а  не  очищенную;  дышат  воздухом,  не  задумываясь, насколько он может быть опасен.  Животные  -  невинные  жертвы  человеческой деятельности.